Випробувальна установка високої напруги

Реферат: UA 82823 U UA 82823 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки, а саме до випробувальних установок високої напруги для випробувань ізоляції електроустаткування з вимірюванням характеристик часткових розрядів (ЧР). Відомі випробувальні установки високої напруги для випробувань ізоляції електроустаткування з вимірюванням характеристик ЧР по "відкритій" (неекранованої) схемі [1]. У таких установках, в яких елементи, що все знаходяться під високою напругою, мають повітряну ізоляцію, як пристрій для подачі градуровочних імпульсів ЧР на систему шин установки використовуються гнучкі сполучні дроти. Застосування гнучких дротів вносить істотні спотворення в результати градуювання, оскільки вони володіють значною і непостійною паразитною ємкістю на землю, яку важко врахувати при градуюванні. "Відкриті" (неекрановані) випробувальні установки володіють поряд недоліків, найбільш істотними з яких є значні габарити, що швидко зростають із збільшенням номінальних випробувальних напруг, і низька перешкодозахисна при вимірюванні характеристик ЧР. Тому останнім часом одержали розвиток частково або повністю екрановані (герметизовані) установки, в яких основні елементи, що знаходяться під високою напругою, розташовані в герметичних заземлених корпусах, заповнених ізолюючим газом. Такі установки мають значно менші габарити і володіють вищими перешкодозахисними при вимірюваннях характеристик ЧР. У цих установках до складу градуровочного пристрою входить пристрій подачі градуровочних імпульсів ЧР на екрановану оболонкою систему шин, виконаний, наприклад, у вигляді високовольтного градуровочного конденсатора з газовою ізоляцією, що формує градуровочні імпульси з прямокутних імпульсів напруги генератора, розташованого поза герметизованим корпусом установки. Недоліками таких пристроїв є вплив паразитної ємності низьковольтного виведення конденсатора на крутизну фронтів прямокутних градуровочних імпульсів напруги, що негативно позначається на точності градуювання і тим самим на точності вимірювання, трудність обліку впливу на власну і паразитну ємність конденсатора таких чинників, як тиск ізолюючого газу і температура навколишнього середовища, значні габарити високовольтного конденсатора, визначувані необхідністю забезпечити необхідну ємність (100-300 пФ) при достатній електричній міцності, визначуваної номінальною випробувальною напругою установки. Найбільш близькою по технічній суті і результату, що досягається, до корисної моделі, що заявляється, є випробувальна установка високої напруги, що містить джерело 1 високої напруги, сполучний конденсатор 2, градуровочний пристрій 3, систему сполучних шин 4, контактне виведення 5 для підключення об'єкта випробувань, низьковольтний термокомпенсований градуровочний конденсатор 6, контакти 7, 9, роз'єднувач 8, вимірювальний опір 10, вимірник 11 часткових розрядів, генератор 12 [2]. Суттєвим недоліком існуючої установки є наявність RC-ланцюга, до якого підключений вимірник часткових розрядів. Ці елементи спотворюють форму сигналу, що поступає з об'єкта випробування в вимірник часткових розрядів внаслідок виникнення коливального процесу при з'єднані RC-ланцюга з об'єктом, який має суттєву власну ємність. Ця ємність у різних об'єктів випробування буде суттєво різною, тому необхідно постійне корегування величини еталонного резистора. Задача корисної модели - усунення виникнення неконтрольованого коливального процесу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в відому випробувальну установку високої напруги, що містить сполучені за допомогою системи шин з контактним виведенням для підключення до об'єкта випробувань джерело високої напруги, градуровочний пристрій, який виконаний у вигляді низьковольтного термокомпенсованого градуровочного конденсатора, одне виведення якого сполучене з генератором градуровочних імпульсів, а другий - з одним з контактів роз'єднувача, другий контакт якого сполучений з системою шин, сполучний конденсатор, одним виведенням сполучений з системою шин, додатково введено еталонний конденсатор, який підключений до другого виведення сполучного конденсатора та системи шин, паралельно еталонному конденсатору підключений вимірник часткових розрядів. На кресленні представлена схема випробувальної установки високої напруги. Установка містить джерело 1 високої напруги, сполучний конденсатор 2, а також градуровочний пристрій 3, сполучені системою шин 4 з контактним виведенням 5 для підключення об'єкта випробувань Сои. Градуровочний пристрій 3 виконано у вигляді низьковольтного термокомпенсованого градуровочного конденсатора 6, сполученого послідовно з контактом 7 роз'єднувача 8 на номінальну напругу, рівну номінальній випробувальній напрузі установки, контакт 9 якого сполучений з системою шин 4. Для вимірювання ЧР, виникаючих в об'єкті випробувань послідовно сполучному конденсатору 2, включений еталонний конденсатор 10, паралельно якому підключений вимірник 11 ЧР. 1 UA 82823 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Формування прямокутних імпульсів напруги здійснюється генератором 12, до виходу якого безпосередньо підключений градуровочний конденсатор 6, якій виключає наявність паразитної ємності на землю виведення 13 градуровочного конденсатора. Працює установка таким чином. Для проведення випробувань до контактного виведення 5 підключають об'єкт випробувань. Для градуювання включають градуровочний роз'єднувач 8, при цьому контакт 7 роз'єднувача 8 з'єднується з контактом 9 і градуровочні імпульси від генератора 12 через градуровочний конденсатор (Сг) 6 і роз'єднувач 8 подаються на систему шин 4 і через контактне виведення 5 на об'єкт випробувань. Заряд градуровочних імпульсів розподіляється пропорційно значенням ємкостей об'єкта випробувань (Сои), конденсатора 2 (Сс), ємності решти елементів установки на землю (Су) і паразитної ємності роз'єднувача (С п), значення якої фіксоване і наперед визначене шляхом вимірювань. Вимірник 11 ЧР реєструє значення заряду градуровочного імпульсу (Q c), що протікає від системи шин 4 через конденсатор 2 і еталонний конденсатор 10. Значення заряду градуровочних імпульсів від генератора: Qг=UгCг. (1) Вимірником 11 ЧР реєструється частина цього заряду: Qc=UгСг (2) де Uг - амплітуда напруги прямокутних імпульсів генератора 12. Проте при реальних вимірюваннях ЧР за допомогою запропонованої випробувальної установки контакти 7 і 9 роз'єднувача 8 розімкнені і заряд імпульсів ЧР (Q чp), виникаючих в об'єкті випробувань при подачі на нього високої напруги від джерела 1, розподіляється по ємкостям Сс, Су і Сои. Таким чином, заряд Qc, що протікає через конденсатор 2, викликаний реальними імпульсами ЧР в об'єкті випробувань, визначається формулою:   Сс (3) Q  Q чр    С у  Сои  Сс    Для того, щоб вимірник 11 ЧР реєстрував при градуюванні заряд, пропорційний реальному заряду Qчp, необхідно подати від градуровочного пристрою 3 на систему шин 4 такий заряд Q г, який би викликав протікання через конденсатор 2 такого заряду Q c, як і при вимірюванні реальних ЧР. Цей заряд Qг може бути знайдений рішенням системи рівнянь (1) і (3). В результаті заряд, еквівалентний реальному заряду ЧР, можна визначити по формулі:  С у  Сои  Сс  (4) Q чр  Qг    С у  Сои  Сс  Сп    Таким чином, виключається вплив паразитної ємності С п градуровочного пристрою 3. У зв'язку з тим, що в запропонованому пристрої паразитна ємність С п має фіксоване значення і може бути точно зміряна, наприклад мостом для вимірювання ємкостей, то забезпечується підвищена точність вимірювань. В порівнянні з аналогом відсутність паразитної ємності між виведенням 13 і землею виключає спотворення градуровочного імпульсу. На відміну від прототипу в пропонованому пристрої з'єднані послідовно конденсатор 2 і конденсатор 10 представлятимуть чисто ємкісний дільник напруги, і коливального процесу в системі випробувальний об'єкт - елементи 2, 10 не буде, тобто дія конденсатора 10 на якість вимірювання буде зведена на нівець. Джерела інформації: 1. Установка для испытания высоким переменным напряжением. Каталог фирмы "ТИР", № 301 Г, Дрезден, 1990. 2. Патент РФ № 2010250, кл. G01R 31/02, 1991. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Випробувальна установка високої напруги, що містить сполучені за допомогою системи шин з контактним виведенням для підключення до об'єкта випробувань джерело високої напруги, градуровочний пристрій, який виконаний у вигляді низьковольтного термокомпенсованого градуровочного конденсатора, одне виведення якого сполучене з генератором градуровочних імпульсів, а другий - з одним з контактів роз’єднувача, другий контакт якого сполучений з системою шин, сполучний конденсатор, одним виведенням сполучений з системою шин, яка відрізняється тим, що додатково введено еталонний конденсатор, який підключений до 2 UA 82823 U другого виведення сполучного конденсатора та системи шин, паралельно еталонному конденсатору підключений вимірник часткових розрядів. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького,45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3